CN205556754U - 一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，包括竖通道及横通道，所述竖通道及横通道成直角连通，所述竖通道从上至下依次设有引导段、过渡段及整形段，所述引导段呈圆柱形，所述引导段的内径大于所述竖通道的内径；所述过渡段的横截面为椭圆形，所述过渡段的长轴长度大于所述引导段的内径，所述过渡段的短轴长度小于所述引导段的内径；所述整形段横截面为圆形，所述整形段的内径小于所述竖通道的内径。本实用新型结合了往复挤压方法和等通道转角挤压方法的优势，操作简单，效果可靠。

Description

一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置

技术领域

本实用新型涉及铝基复合材料，具体涉及一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置。

背景技术

随着世界上科学技术的发展，人类对各个领域探究的深入，必不可少的对材料的性能要求更加苛刻，所以材料成为制约科技发展的至关重要的因素之一。这就引起了世界各国的重视，他们意识到基础建设、汽车、轮船、飞机、军事和航空航天等等都离不开高性能的材料的支撑，决定着国家的发展和稳定。

为了得到各种优异性能的材料，科学界向着复合材料方向发展。因为复合材料能够兼容两种及以上的材料性能，并可以根据需要复合几种材料，这是现在以及未来的发展方向。

复合材料种类很多，有金属基复合材料(MMC)、聚合物基复合材料(PMC)、陶瓷基复合材料(CMC),它们中很多都是以颗粒为增强体的复合材料。颗粒增强的难点包括颗粒与基体之间的复合、晶粒的细化等等。

颗粒的大小和晶粒的细化是提高材料结构强度的有效方法之一，同时对材料的塑性和韧性甚至物理性能都有很大改善，因此超细晶材料应用潜力极大。其中，等通道转角挤压(也称等径角挤压，Equal Channel Angular Pressing，ECAP)是基于大塑性变形理论的一种加工技术。采用此工艺材料可重复挤压，经多次挤压后，材料的晶粒达到超细尺度，使材料的综合力学性能大大提高。ECAP法可制造出高变形量、尺寸不变且尺寸较大的产品，且在材料内部无残留孔洞。因此，国家发明专利(CN102936707A)针对铝基复合材料发明了一种等通道转角挤压，可以通过多道次墩挤，实现晶粒细化，无论从成本、经济效益上，还是材料的组织性能上，都有一定的优越性，具有很好的应用前景。但是该专利方法每次墩挤均要重新取放材料，操作比较烦琐。因此，迫切需要开发一种更加简便的通过塑性变形获得细晶化基体组织的方法。

SiC颗粒增强铝基复合材料的具有高比强度和高比刚度，耐磨，耐疲劳，低热膨胀系数，低密度，高屈服强度及良好的热稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，所以如能采用新型大塑性变形方法进一步细化复合材料的基体组织，将能有效拓展该类复合材料的应用范围。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，其原理是：将预热的颗粒增强铝基复合材料放入该装置中，其截面先经过大直径圆截面到椭圆截面再进入小直径圆截面，最后经过等通道转角挤压。此过程是在原有的等通道转角挤压的基础上改进，实现了一道次多种变形相结合的模式，突破往复挤压在整个长度方向上变形量不均匀的问题以及等通道转角挤压变形道次数量多的不足。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，包括竖通道及横通道，所述竖通道及横通道成直角连通，所述竖通道从上至下依次设有引导段、过渡段及整形段，所述引导段呈圆柱形，所述引导段的内径大于所述竖通道的内径；所述过渡段的横截面为椭圆形，所述过渡段的长轴长度大于所述引导段的内径，所述过渡段的短轴长度小于所述引导段的内径；所述整形段横截面为圆形，所述整形段的内径小于所述竖通道的内径。

进一步的，所述引导段、过渡段、整形段及竖通道之间平缓过渡。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结合了往复挤压方法和等通道转角挤压方法的优势，操作简单，效果可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是过渡段截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1及图2所示，一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，包括竖通道1及横通道2，所述竖通道1及横通道2成直角连通，所述竖通道1从上至下依次设有引导段11、过渡段12及整形段13，所述引导段11呈圆柱形，所述引导段11的内径大于所述竖通道1的内径；所述过渡段12的横截面为椭圆形，所述过渡段12的长轴长度大于所述引导段11的内径，所述过渡段12的短轴长度小于所述引导段11的内径；所述整形段13横截面为圆形，所述整形段13的内径小于所述竖通道1的内径。所述引导段11、过渡段12、整形段13及竖通道1之间平缓过渡。

在引导段11由冲头将坯料冲进模具，引导其进入过渡段12；坯料从引导段11的圆形截面光滑过渡并挤压为椭圆截面；坯料进入整形段13后，坯料光滑过渡并再次挤压为圆形截面；等通道转角挤压有两条直径和长度均相等的呈90°角连接的转角通道组成。

所述的模具采用模具钢或者高强度球墨铸铁制作的挤压模具。

所述的冲头，是指截面直径与引导段11相配合的高碳钢圆柱体冲头及截面直径与整形段13相配合的高碳钢圆柱体冲头。

在各段及转向通道内表面涂覆润滑剂，在上型腔内放入待挤压材料，并开始加载使冲头加压，材料先后经过引导段11、过渡段12及整形段13，再充满转角通道后，当冲头运动至引导段11的底部时，材料从等通道转角挤压孔压出。所述的润滑剂，是指石墨类固体润滑剂，涂覆于冲头、模具型腔及通道表面等。

Claims (2)

1.一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，包括竖通道(1)及横通道(2)，所述竖通道(1)及横通道(2)成直角连通，其特征在于：所述竖通道(1)从上至下依次设有引导段(11)、过渡段(12)及整形段(13)，所述引导段(11)呈圆柱形，所述引导段(11)的内径大于所述竖通道(1)的内径；所述过渡段(12)的横截面为椭圆形，所述过渡段(12)的长轴长度大于所述引导段(11)的内径，所述过渡段(12)的短轴长度小于所述引导段(11)的内径；所述整形段(13)横截面为圆形，所述整形段(13)的内径小于所述竖通道(1)的内径。

2.根据权利要求1所述一种SiC颗粒增强铝基复合材料组织细化装置，其特征在于：所述引导段(11)、过渡段(12)、整形段(13)及竖通道(1)之间平缓过渡。